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欧阳明高:公交客车电动化的“最”字评价与燃料电池客车的技术并存

2020-01-07 作者:吴永强 来源:中国客车网

  “中国的纯电动客车,公交电动化在全球走的是最成功,或者说到目前为止也是最先进、覆盖率最高、竞争力最强的。”这是中国科学院院士、中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高,对过去十年新能源公交客车电动化发展的一个总结。

中国科学院院士、中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高

  回顾2019年发展,中国客车网用户满意度调查小组在全国各地采访中发现,纯电动客车的推广对中国新能源汽车的发展起到了至关重要的作用。“我们所谓的两头体的战略,一头就是客车,另一头是微型车。现在我们的大客车已经批量出口,有些城市公交已实现全电动化了。”欧阳明高谈到。

  “氢燃料电池动力系统更适合于长途、大型、高速重载车。在客车领域,氢能源在储能方面优于电池储能,未来有发展的潜力。”在展望氢燃料电池客车未来应用时,欧阳明高向中国客车网记者表示,氢燃料电池的推广如果借鉴新能源汽车“十城千辆”的示范模式,选择氢能资源丰富的区域,通过规模化生产,降低成本,形成产业链条可能是更加合理的推广方式。

  公交客车电动化之路前景光明

  一直以来,具有“零排放”的优势使纯电动客车备受青睐。正基于此,中国客车企业积极响应国家号召,大力发展新能源客车。绿色公交深入人心,零排放客车被大众普遍期待,新能源客车尤其是纯电动客车一直是中国新能源汽车探索与实践的先行者。

  欧阳明高表示:“纯电动客车刚开始起步阶段也历过一个比较艰难的过程,深圳公交刚开始电动化时,包括充电桩的建设、电池的寿命、容量受到很大质疑。公交公司普遍不愿接受,但是三年之后得到了极大地改善。”截止目前,在新能源客车推广应用方面,深圳毫无疑问走到了全国乃至世界的前列,“创造出一个100%电动公交客车之城”。值得关注的是,这座“创客之城”超过90%电动公交来自比亚迪。

比亚迪用新能源车和云轨打造绿色大交通解决方案

  在“公交全面电动化”推进过程中,深圳巴士面临着购车成本高、充电设施不足、场站资源短缺、驾驶习惯难磨合、经营模式难度大等问题。深圳巴士与比亚迪等厂商的合作模式值得借鉴。他们探索出“车电分离、融资租赁、充维结合”的商业模式,有效克服了购车成本、能源补给和动力电池难保等系列难题。

  深圳巴士之所以选择比亚迪,与比亚迪领先的动力电池研发技术和全生命周期的服务保障密不可分。

  过去一年,以比亚迪为代表的中国公司加快技术创新力度,尤其在电池技术方面,推出了“刀片电池”技术在动力电池能量密度方面具有里程碑意义。刀片电池,指车有多宽,电池可以做到多宽。一片一片叠起来,刚度、强度非常好,还可做成结构件。"这是很重要的创新。同时电池单体制造成本还实现了进一步下降。"欧阳明高表示。以前大家认为磷酸铁锂电池跑不了500公里,因为装不了那么多电池,现在则成为了可能,一个A级车可以装到60度电没有问题。

  据悉,2019年8月,比亚迪宣布将于明年5-6月推出全新一代磷酸铁锂电池,体积比能量增加50%,寿命长达8年120万公里,成本下降30%。搭载新电池,新车续航可达500-600km。

  电动汽车动力电池的寿命问题,一直被很多人诟病的。"在电池寿命方面,比亚迪电动大客车现在已经提出10年100万公里的质保,在商用车领域这已经非常好了。在抗低温方面,宁德时代也做了新的一种自加热技术,实现了自加热2度/分钟。"欧阳明高表示。

  值得一提的是,纯电动客车的安全性同样值得信赖。欧阳明高介绍:“当时,深圳有一个公交车出了一个安全事故后,之后便暂缓三元锂电池的应用,所以中国公交车的电动化的安全也一直是非常不错的,目前一直是由磷酸铁锂主导,所以到今天也没有什么安全事故。目前到了开始普及的时候,所以现在它的性价比、经济性已经非常好了,纯电动客车的使用费用只是柴油车的大30%。”

  据了解,新能源汽车补贴政策到2020年会大幅退坡甚至取消,新能源汽车能不能顶住市场的压力,形成相当的竞争力,现在仍是未知数。

  面对补贴政策压力,欧阳明高认为未来“电动化”在公交客车领域依然前景光明。“国家在积极地推进蓝天保卫战,这对于新能源汽车产业的培养也是一个重大利好。另外,公交客车在我国是分车型、分区域实现全面电动化一个率先领头的车型和领域,所以我相信后面还会越来越好。”欧阳明高说。

  可再生能源制氢 氢燃料具备经济性

  今年的另一个热点是氢燃料电池。“推动充电、加氢等设施建设”,氢能源首次被写入《政府工作报告》。2019年也因此被认为是中国氢能的元年。中国的燃料电池商用车超过4000辆,其中客车占据了大概40%,60%是物流卡车。欧阳明高认为,随着国家政策的持续扶持与社会资本的大量涌入,新能源客车领域蕴藏的发展机会正在被进一步挖掘,氢燃料电池客车发展前景可期

  “客车对于应用燃料电池来讲是非常好的一种车型。我们发明了一种新的燃料电池模式应用在客车上,就是小燃料电池,然后深度混合。也就是燃料电池只提供城市公交的平均功率,最大功率还是由电池供给,这样就可以大幅度的降低成本,同时大幅的提高寿命,运行相当稳定”欧阳明高透露,“从最早研发到现在,目前已经取得了一定的技术难点突破,这种模式已经推广到全国各大科技公司,得到广泛认可。”

  氢能的优势之一,是储能成本低。欧阳明高表示,氢燃料电池客车从技术经济性来讲,已经可以跟柴油车抗衡。欧阳明高给记者算了一笔账:“目前最新的12米燃料电池大客车,氢耗量刚刚在天津做的认证,该车在不开空调的情况下,耗氢5.5公斤到6公斤,那么5.5公斤到6公斤基本上比纯柴油车节省30~40%,所以从经济性上来讲,氢燃料会比柴油要好很多。”氢能的优势之二,是与储电有互补性。电池是高频双向调节,氢能是低频调节,二者可以完全互补。氢能的优势之三,氢作为商品的属性更好,可以通过储运的方式,将能源进行转移。当然,最经济的方式是长途输电、当地制氢。

福田欧辉BJ6123氢燃料电池城市客车

  谈及氢燃料电池客车的未来应用,欧阳明高认为,氢能燃料电池客车下一个目标重点是冬奥会的氢能示范,这是全球最大规模的氢能燃料电池示范,只要把这件事做好,氢能汽车后面的发展就会比较顺利。欧阳明高表示:“张家口已经有超过170燃料电池客车,当地的公交公司普遍反馈良好,尤其是冬天,由于当地实际情况,燃料费价格普遍较低,又可以跟柴油车进行竞争。”

  据悉,张家口利用自身丰富的风电、光伏可再生能源优势,借助2022年冬季奥运会举办东风,正大力发展氢能产业。根据规划,到2020年张家口市投入使用的燃料电池公交车、物流车、出租车将达到1800辆,建成加氢站21座,实现制氢年产2万吨、燃料电池发动机产能1万台、燃料电池客车年产4500辆,初步形成从氢气制备、储运、加注到燃料电池发动机和整车研发、生产、检测的全产业链。

  在欧阳明高看来,如果基于化石能源,氢燃料电池客车存在的意义不大。因此,氢能一定建立在可再生能源的基础上。

  欧阳明高表示,未来可再生能源发电电价将来会极其便宜,储能的成本反倒会占很高的比例,看一种储能方式好不好,要看全链条,也就是可再生能源生产、运输、储存的成本。目前看电池的储电成本非常高;如果大规模储能的话,储氢相对有优势。要让氢能燃料电池汽车具备合理性,还要做到哪些?为说明这一点,欧阳明高举了一组数据,可再生能源发电比例超过50%(大概2035年可以达到);可再生能源发电的成本低到0.1元/千瓦时(目前水电是0.2元/千瓦时);储能成本在可再生能源制、运、储、运全链条综合成本中占比达到50%—70%;另外,燃料电池的效率也足够高的时候(目前燃料电池发电效率在50%,日本想提升至60%-80%),燃料电池客车就具备经济性了。

  可见,发展燃料电池客车的现实挑战是氢能燃料电池全链条的技术经济性。这个挑战有多大呢?欧阳明高将燃料电池和动力电池进行对比:根据日本氢能燃料电池乘用车技术路线图,到2025年,燃料电池+氢瓶+电池的成本乐观的话,可以达到5万元;但此时我国动力电池在500公里最多是4万元。虽然燃料电池全产业链的经济性不佳,但是储电还是要比储氢贵,所以里程越长,储氢的收益就越大。就是说储氢的成本随着里程的增长可以累计出比纯电动客车更高的收益,来抵销掉燃料电池成本,达到平衡点。

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